摘要:伴隨經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展與技術(shù)不斷進(jìn)步,社會各領(lǐng)域積極響應(yīng)號召,對環(huán)境保護(hù)的要求進(jìn)一步提升,這推動了新能源汽車的發(fā)展。同時(shí),現(xiàn)代人對汽車便捷性與功能性的要求不斷提高,使得汽車系統(tǒng)趨向復(fù)雜,且汽車中的電路、油路和氣路相互融合,運(yùn)行時(shí)多個(gè)系統(tǒng)需協(xié)同工作,存在一定火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。新能源電動汽車火災(zāi)具有發(fā)現(xiàn)晚、燃燒快的特點(diǎn),一旦發(fā)生往往難以在第一時(shí)間撲救。基于此,本文對新能源電動汽車消防安全現(xiàn)狀展開深入探究并進(jìn)行思考。
關(guān)鍵詞:新能源;電動汽車;消防安全;現(xiàn)狀;思考
0 引言
當(dāng)前,新能源電動汽車是新能源研究的重要對象,也是重點(diǎn)扶持項(xiàng)目。然而,近幾年頻繁出現(xiàn)的電動汽車火災(zāi)事故,嚴(yán)重威脅到電動汽車的運(yùn)行安全,給大眾帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,加大電動汽車消防安全研究力度刻不容緩,做好火災(zāi)預(yù)防工作,方能保障電動汽車的安全運(yùn)行。
1 新能源電動汽車
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人民生活質(zhì)量不斷提高,汽車保有量持續(xù)增加,但能源短缺和環(huán)境污染問題依然存在。為兼顧能源安全與環(huán)境保護(hù)需求,發(fā)展新能源汽車成為重要途徑。新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的主要差異在于動力源。傳統(tǒng)汽車主要依靠燃燒化石燃料提供動力;新能源汽車可分為純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車。純電動汽車完全由可充電電池提供動力,無尾氣排放,對環(huán)境保護(hù)有利;混合動力汽車擁有多個(gè)動力源,不完全依賴可充電池,對環(huán)境有一定影響,但比傳統(tǒng)汽車節(jié)能且排放較小;燃料電池汽車主要依靠燃料電池提供動力,對環(huán)境污染較小。
2 新能源電動汽車火災(zāi)特點(diǎn)
新能源電動汽車火災(zāi)具有不易探測、復(fù)燃風(fēng)險(xiǎn)高以及有毒煙氣產(chǎn)量大、毒性高等特性。
(1)火災(zāi)不易探測。電動汽車電池通常位于車體內(nèi)部,當(dāng)火災(zāi)探測器能探測到火災(zāi)時(shí),火勢可能已較為猛烈。
(2)復(fù)燃風(fēng)險(xiǎn)高。相比傳統(tǒng)燃油汽車,電動汽車發(fā)生火災(zāi)后復(fù)燃幾率大、次數(shù)多。動力電池火災(zāi)的火源來自內(nèi)部化學(xué)反應(yīng),即使外部火災(zāi)得到抑制,內(nèi)部電池在低氧或無氧環(huán)境中仍可能發(fā)生火災(zāi)。
(3)有毒煙氣產(chǎn)量大、毒性高。動力電池?zé)崾Э貢r(shí),電池或安全閥破裂會釋放有毒物質(zhì),產(chǎn)生大量煙霧和有毒氣體,如氟化氫、氰化氫和一氧化碳等,對人體危害極大。
3 新能源電動汽車消防安全現(xiàn)狀及原因
新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車的主要區(qū)別在于動力源和能源補(bǔ)給形式。新能源汽車裝備大容量電池,在過熱、短路或機(jī)械故障時(shí)更容易起火。目前普遍認(rèn)為產(chǎn)品質(zhì)量問題是新能源汽車安全事故頻發(fā)的主要原因。企業(yè)過度追求補(bǔ)貼技術(shù)指標(biāo),忽視技術(shù)驗(yàn)證,導(dǎo)致技術(shù)驗(yàn)證不足,出現(xiàn)問題后解決方案不成熟,為產(chǎn)品安全質(zhì)量埋下隱患。
3.1 電源系統(tǒng)事故
蓄電池是電源系統(tǒng)的重要組成部分。長期充放電會加速蓄電池老化,出現(xiàn)隔板老化、絕緣皮老化等問題,可能引發(fā)短路。電解液泄漏也會導(dǎo)致短路。此外,線路接線口松動會引發(fā)斷路和接觸不良,使發(fā)電機(jī)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),可能燒損并引發(fā)火災(zāi)。
3.2 車輛系統(tǒng)事故
電動汽車系統(tǒng)火災(zāi)包括線路火災(zāi)和電氣設(shè)備火災(zāi)。線路火災(zāi)主要由電流過載、漏電、短路和接觸不良等引起;電氣設(shè)備火災(zāi)主要由老化、發(fā)熱燒毀、電子元件擊穿、電路焊點(diǎn)故障及機(jī)械磨損等引起。電動汽車系統(tǒng)火災(zāi)頻發(fā)與行駛中的顛簸、晃動、高溫、塵土、空氣侵蝕、電壓波動等因素有關(guān),以及汽車改裝、維修不規(guī)范和動物嚙咬等。
3.3 充電現(xiàn)場事故
充電站運(yùn)行維護(hù)過程中面臨多種風(fēng)險(xiǎn)。車輛危險(xiǎn)因素較大,電動汽車加速度快,駕駛員可能疏忽撞擊其他車輛或充電樁。充電現(xiàn)場管理不善,如地面積水、充電槍不歸位、消防設(shè)施不完備等,以及電動汽車維護(hù)水平參差不齊,都增加了安全風(fēng)險(xiǎn),還可能引發(fā)連鎖火災(zāi)。
4 新能源電動汽車消防安全策略
4.1 完善汽車結(jié)構(gòu)
從產(chǎn)品質(zhì)量入手,加強(qiáng)安全預(yù)防,嚴(yán)格控制生產(chǎn)質(zhì)量,制定安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,改善準(zhǔn)入條件,出臺電動汽車安全年檢標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用新能源汽車監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),配備車載滅火裝置。
4.2 合理充電
電動汽車蓄電池在電量還有 20% 時(shí)充電較好,不要充滿,充到 80% 以上即可。選擇慢充和隨用隨充方式,可延長電池使用壽命。
4.3 汽車檢測
新能源汽車結(jié)構(gòu)和性能與傳統(tǒng)汽車不同,維修需依靠高檢測技術(shù)和完善設(shè)備。要加強(qiáng)對新能源汽車設(shè)備檢測的重視,提高檢測技術(shù),強(qiáng)化設(shè)備功能,加強(qiáng)人才檢測監(jiān)督,引進(jìn)專業(yè)人才,通過校企合作培養(yǎng)人才。
4.4 加強(qiáng)充電現(xiàn)場安全管理
加強(qiáng)安全防護(hù)措施,配備安全裝備,安裝頂棚和攝像頭,配置安全保護(hù)功能;加強(qiáng)安全隱患排查,制定檢查制度,加強(qiáng)專業(yè)人員安全檢查;做好安全教育工作,組織管理人員培訓(xùn),普及安全知識,持證上崗,懸掛警示標(biāo)語、張貼宣傳畫。
4.5 運(yùn)用滅火藥劑
根據(jù)當(dāng)前滅火藥劑種類,包括細(xì)水霧滅火劑、干粉滅火劑、惰性氣體滅火劑、熱氣溶膠滅火劑和氫氟碳類滅火劑等,以及新型滅火劑。蓄電池火災(zāi)需科學(xué)選擇滅火劑,考慮火災(zāi)屬性、周圍環(huán)境和滅火效果,加大滅火藥劑研究。
5 安科瑞智慧消防云平臺
5.1 平臺概述
安科瑞智慧消防云平臺依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI 等技術(shù),對充電站配電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警,保障充電站可靠、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,避免電氣火災(zāi)發(fā)生,保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全,打造智慧充電站。
5.2 適用場合
可廣泛應(yīng)用于公共建筑、綜合園區(qū)、企業(yè)和住宅小區(qū)等場所。
5.3 組網(wǎng)架構(gòu)
平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu),主要由終端感知設(shè)備、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和能效管理平臺層三個(gè)部分組成,詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:
5.4參考選型
序號 | 名稱 | 單位 |
1 | 智慧用電云平臺 | EIOT |
2 | 電氣火災(zāi)探測器 | ARCM300系列 |
3 | 限流式保護(hù)器 | ASCP系列 |
4 | 汽車充電樁 | AEV200系列 |
6相關(guān)產(chǎn)品介紹
6.1 7KW交流充電樁AEV-AC007D
產(chǎn)品功能
(1)智能監(jiān)測:充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護(hù)的功能,如運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障狀態(tài)監(jiān)測、充電計(jì)量與計(jì)費(fèi)以及充電過程的聯(lián)動控制等。
(2)智能計(jì)量:輸出配置智能電能表,進(jìn)行充電計(jì)量,具備完善的通信功能,可將計(jì)量信息通過RS485分別上傳給充電樁智能控制器和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營平臺。
(3)云平臺:具備連接云平臺的功能,可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,財(cái)務(wù)報(bào)表分析等等。
(4)保護(hù)功能:具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù),漏電保護(hù)和接地保護(hù)等功能。
(5)材質(zhì)可靠:保證長期使用并抵御復(fù)雜天氣環(huán)境。
(6)適配車型:滿足國標(biāo)充電接口,適配所有符合GB/T 20234.2-2015國標(biāo)的電動汽車,適應(yīng)不同車型的不同功率。
(7)資產(chǎn)安全:產(chǎn)品全部由中國平安保險(xiǎn)承保,充分保障設(shè)備、車輛、人員的安全。
6.2 直流充電樁系列
6.3電氣火災(zāi)探測器ARCM300-Z
序號 | 名稱 | 型號、規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置 | 三相(I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、COSφ),視在電能、四象限電能計(jì)算,單回路剩余電流監(jiān)測,4路溫度監(jiān)測,2路繼電器輸出,2路開關(guān)量輸入,事件記錄,內(nèi)置時(shí)鐘,點(diǎn)陣式LCD顯示,1路獨(dú)立RS485/Modbus通訊,支持4G/NB等多種無線上傳方案,支持?jǐn)嚯妶?bào)警上傳功能。 | 只 | 1 | 安科瑞 |
6.4限流式保護(hù)器ASCP200
項(xiàng)目 | 指標(biāo) | |
輸入電壓 | AC85~265V,45~65HZ | |
功耗 | 功耗≤5VA(無負(fù)載情況下) | |
額定電流 | 0~63A可設(shè)置 | |
短路保護(hù)時(shí)間 | <150μs | |
過載保護(hù) | 動作范圍:110%~140%;動作延時(shí):3~60s | |
過壓保護(hù) | 動作范圍:100%~120%;動作延時(shí):0~60s | |
欠壓保護(hù) | 動作范圍:60%~100%;動作延時(shí):0~60s | |
線纜溫度監(jiān)測 | 監(jiān)測范圍 | -20~120℃(精度±2℃) |
報(bào)警設(shè)置 | 動作范圍:45~110℃;動作延時(shí):0~60s | |
漏電流監(jiān)測 | 監(jiān)測范圍 | 20~1000mA(精度:±2%或±5nA) |
報(bào)警設(shè)置 | 動作范圍:30~1000mA;動作延時(shí):0~60s | |
故障記錄 | 20條記錄(故障類型、故障值、故障時(shí)間) | |
報(bào)警方式 | 聲光報(bào)警(其中聲音可以通過消音按鍵消除) | |
通訊 | 1路RS485接口,Modbus-RTU協(xié)議;1路2G無線通訊 |
產(chǎn)品功能:
(1)短路保護(hù):保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測用電線路電流,當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí),能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù),并發(fā)出聲光報(bào)警信號;
(2)過載保護(hù):當(dāng)線路電流過載且持續(xù)時(shí)間超過動作時(shí)間(3~60秒可設(shè))時(shí),保護(hù)器啟動限流保護(hù),并發(fā)出聲光報(bào)警信號;
(3)表內(nèi)超溫保護(hù):當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí),保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù),并發(fā)出聲光報(bào)警信號;
(4)組網(wǎng)通訊:保護(hù)器具有1路RS485接口,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
7平臺功能
7.1 登錄
7.2首頁
平臺首頁顯示充電站的位置及在線情況,統(tǒng)計(jì)充電站的充電數(shù)據(jù)
7.3實(shí)時(shí)監(jiān)控
(1)充電站監(jiān)控
可以按站點(diǎn)名稱進(jìn)行篩選,顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統(tǒng)計(jì)訂單信息、故障記錄,點(diǎn)擊某個(gè)充電槍編號后在進(jìn)入充電槍監(jiān)控頁面實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器負(fù)荷(搭配ACM300T、ADW300),當(dāng)負(fù)荷超過50%時(shí),系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率,降為50%,當(dāng)變壓器負(fù)荷超過80%時(shí),系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電,直到負(fù)荷下降為止。如圖所示:
統(tǒng)計(jì)當(dāng)前充電站各充電樁回路的數(shù)據(jù);通過卡片的形式展現(xiàn)充電樁的數(shù)據(jù);顯示故障列表;如圖所示:
(2)充電樁監(jiān)控
顯示充電樁充電數(shù)據(jù);顯示各回路的充電狀態(tài);可以對充電中的回路進(jìn)行手動終止;顯示訂單信息、故障信息;如圖所示:
(3)設(shè)備監(jiān)控
顯示限流式保護(hù)器的狀態(tài),包括線路中的剩余電流、溫度及異常報(bào)警,如圖所示:
7.4 故障管理
(1)故障查詢
故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guān)聯(lián)的所有故障信息。如圖所示:
(2)故障派發(fā)
故障派發(fā)中記錄了當(dāng)前待派發(fā)的故障信息。如圖所示:
(3)故障處理
故障處理中記錄了當(dāng)前待處理的故障信息。如圖所示:
7.5能耗分析
在能耗分析中,可查看指定時(shí)段關(guān)聯(lián)站點(diǎn)和關(guān)聯(lián)樁的能耗信息并顯示對應(yīng)的能耗趨勢圖。如圖所示:
7.6故障分析
在故障分析中,可查看相關(guān)時(shí)間內(nèi)的故障數(shù)、故障狀態(tài)、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示:
7.7財(cái)務(wù)報(bào)表
在財(cái)務(wù)報(bào)表中,可根據(jù)時(shí)間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。如圖所示:
7.8收益查詢
在收益查詢中,可查看總的收益統(tǒng)計(jì)、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實(shí)際收益報(bào)表。如圖所示:
8案例實(shí)景
9結(jié)論
綜上所述,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,汽車消防安全已經(jīng)成為社會穩(wěn)定和發(fā)展的重要內(nèi)容,新能源電動汽車相關(guān)單位要給予高度重視,根據(jù)實(shí)際情況對傳統(tǒng)的消防模式進(jìn)行有效的創(chuàng)新和完善,這樣不但可以確保消防工作的順利開展,同時(shí)對汽車行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有積極作用。
參考文獻(xiàn)
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[2]姬留新,彭雨婷,夏德行.電動汽車動力電池系統(tǒng)熱失控預(yù)防措施研究[J].汽車世界,2019,000(020).
[3]張永成.新能源電動汽車消防安全現(xiàn)狀與思考.
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊2022.05版.
審核編輯 黃宇
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新能源汽車
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